不同條件下靜電探針的理論與實驗技術研究.pdf

1、本論文主要研究對象是非磁化弱電離低溫等離子體，在廣泛調研認真歸納前人工作的基礎上，總結了對于這一類等離子體在不同氣壓下的探針理論模型及其適用條件，并對不同的實驗條件下的實驗技術進行研究。具體包括低氣壓下的穩(wěn)態(tài)等離子體單探針診斷、中低氣壓下的高壓直流放電雙探針診斷、中低氣壓下的流場等離子體多路探針診斷和高氣壓下噴流等離子體的實驗診斷。合作設計了兩套新的一體化診斷裝置，成功用于各類探針診斷。 對于低氣壓下的等離子體，在實驗室普遍使用

2、的穩(wěn)態(tài)燈絲放電的實驗裝置中進行了對探針診斷系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的實驗技術研究，通過分析單探針獲得的空間電位數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，給出了對探針尺度進行優(yōu)化的一個實驗判據(jù)。對于探針診斷中的發(fā)生器部分對等離子體參數(shù)的影響、探針構型、影響探針收集電流的一些物理效應、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)參數(shù)等細節(jié)問題進行了初步的討論分析。 合作設計了便攜式探針診斷系統(tǒng)和十路探針診斷系統(tǒng)兩套一體化探針數(shù)據(jù)獲取裝置。在廣泛了解實驗需求的基礎上，針對實驗室原有的分立元件診斷采集系統(tǒng)

3、存在的集成度低、抗干擾能力差、攜帶不方便、對多樣化的復雜實驗場地條件適應能力較差、采樣率和掃描頻率范圍小、需要人工干預過多等弊端，著力進行諸多改進設計，新的系統(tǒng)具有大范圍可調的高采樣率和掃描頻率，集成度高，抗干擾能力強，電氣性能大大改善。多路探針還具有電流驅動能力強，拓展性強等特點。使用Matlab為兩套系統(tǒng)編寫了數(shù)據(jù)分析軟件，完成了數(shù)據(jù)處理的自動化，大大提高了效率。這兩套系統(tǒng)在經過完整測試后，已經成功應用于實際的探針實驗。 使

4、用便攜式探針診斷系統(tǒng)和濾波模塊，對高壓直流放電產生的中低氣壓等離子體進行了雙探針診斷，驗證了系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)可信度。 使用十路探針診斷系統(tǒng)進行了外熱式等離子體發(fā)生器的等離子體流場參數(shù)診斷，獲得了流場截面的信息，并與微波診斷的結果做比較，證明了數(shù)據(jù)的可信度，為該等離子體發(fā)生器的性能鑒定提供了可靠的數(shù)據(jù)，為進一步改進該發(fā)生器奠定了基礎。 在進行的大氣壓噴流等離子體診斷實驗中，第一次獲得了某試驗模型發(fā)動機大氣壓等離子體噴流的